Multi-scale structural biology

Theme 2 : Structure and therapeutic targets

Notre savoir faire technologique nous a permis de développer des collaborations avec des partenaires à la fois du domaine académique ou privé afin d'étudier la structure de complexes d'intérêts pharmaceutiques par des approches combinées de cryo-microscopie électronique en particules isolées et de cristallographie.

Étude structurale et fonctionnelle de la protéine RbpA de Mycobacterium: un régulateur principal de l'expression des gènes impliqués dans la pharmacorésistance

Mycobacterium tuberculosis, l'agent pathogène humain causant la tuberculose, est responsable de ~1,5 million de décès chaque année dans le Monde et ~5000 cas sont diagnostiqués chaque année en France. Le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques requiert une connaissance approfondie des mécanismes moléculaires conférant la résistance aux antibiotiques. Notre projet vise à comprendre les mécanismes spécifiques de la régulation des gènes qui permettent à M.tuberculosis de survivre aux traitements antibiotiques et de provoquer une infection récurrente. Dans ce but, nous employons une approche multidisciplinaire combinant des méthodes génomiques, biochimiques et structurales.

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Dans ce contexte, nous focalisons notre étude structurale sur l'étude des complexes formés par la Rna Polymérase : facteurs sigma : RbpA, et ce avec et sans ADN. Les résultats de notre projet aideront à comprendre les mécanismes de la pathogenèse et fourniront de nouveaux concepts et cibles pour le design de médicament.

Collaborateur: K. Brodolin, IRIM, Montpellier
Financement: ANR-Mycomaster

 

Comprendre par cryo-microscopie électronique l'interaction de molécules anti-virales et anti-inflammatoires avec leurs cibles protéiques

La société ABIVAX a récemment découvert et développé un inhibiteur de la réplication du HIV en bloquant spécifiquement la voie de biogénèse des ARNs. Cet inhibiteur, ABX464, stabilise le complexe de liaison à la coiffe (« cap binding complex », CBC) permettant ainsi un contrôle de l'épissage et du transport cytoplasmique de l'ARN du HIV. Cet inhibiteur qui fait partie d'une nouvelle classe de molécules inhibant la réplication virale est actuellement en phase clinique II. La société ABIVAX a pu observer que ce mécanisme est universel et peut aussi être efficace contre d'autres types de virus que le VIH (Influenza, Dengue, Ebola notamment). Plus récemment, la société ABIVAX a montré par des études de séquençage des ARN cellulaires qu'ABX464 augmente l'expression d'un seul microARN cellulaire, miR-124, qui est connu pour jouer un rôle dans la réponse inflammatoire en induisant l'interleukine 22 (IL-22), une cytokine qui est impliquée dans la réparation d'un tissu atteint de colite. Ces études ont permis la conduite d'un essai clinique de phase IIa chez des patients atteints de colite ulcérative qui a démontré qu'ABX464 est un très bon candidat potentiel dans le traitement du SIDA et de maladies inflammatoires. Les mécanismes moléculaires qui sont impliqués dans l'interaction de ABX464 et CBC sont totalement inconnus. Toutes les approches classiques par cristallographie aux rayons X ou par résonance magnétique nucléaire ont échoué. Nous avons décidé d'aborder cette question par des approches de cryo-microscopie électronique. Le complexe CBC étant de l'ordre de 100 kDa, nous utilisons le système phase plate pour rehausser le contraste des images. Les images sont enregistrées à l'eBIC (electron Bio-Imaging Centre, Diamond, UK).

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Ce projet va permettre de comprendre comment s'effectue l'interaction de ABX464 avec le complexe CBC, de voir si des nouvelles cibles sélectionnées dans la chimio-thèque brevetée d'ABIVAX interagissent de manière identique avec CBC, de caractériser l'impact de ces molécules sur les virus cibles entiers et ainsi a terme de développer de façon rationnel des nouvelles molécules antivirales et anti-inflammatoires.

Collaborateurs:
Pr J. Tazi, IGMM-Laboratoire coopératif CNRS-ABIVAX, Montpellier
Société ABIVAX

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